Estudio de nuevas estrellas simbióticas en el plano de la Vía Láctea

Abstract

Las estrellas simbióticas juegan un papel fundamental en la comprensión de las últimas etapas evolutivas de los sistemas binarios aportando información clave sobre una variedad de procesos físicos tales como la pérdida, transferencia y acreción de masa, y los estallidos termonucleares en estrellas compactas. Las estrellas simbióticas son probables progenitores de las supernovas de tipo Ia, objetos clave, a su vez, para determinar distancias extragalácticas y parámetros cosmológicos básicos, y que han llevado a descubrimientos tan importantes como el de la energía oscura. Sin embargo, aún se desconocen aspectos fundamentales de las estrellas simbióticas como su población total en la Galaxia. Las ~200 simbióticas conocidas son el resultado de descubrimientos ocasionales y exploraciones en regiones dispersas del cielo sin que haya habido, hasta el presente trabajo, programas de búsqueda sistemática, lo suficientemente profunda y cubriendo una amplia región del cielo. En esta tesis se presenta un método novedoso para descubrir estrellas simbióticas que combina fotometría estelar de banda ancha y banda estrecha en Halfa, una línea donde las simbióticas presentan emisión muy intensa. Nuestra investigación utilizó la base de datos del cartografiado IPHAS (INT Photometric Halpha Survey of the Northern Galactic Plane), llevado a cabo desde el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma). Hemos desarrollado las herramientas esenciales para interpretar los diagramas color-color (DCC) de IPHAS y 2MASS de modo que puedan separarse eficientemente las diferentes clases de estrellas con emisión en Halfa. La aplicación de nuestro método de búsqueda ha procedido en dos etapas. En la primera, identificamos 1185 candidatos a estrellas simbióticas entre los 4853 objetos con emisión en Halfa seleccionados por Witham et al. (2008) en la primera base de datos IPHAS publicada. El seguimiento espectroscópico de una muestra aleatoria de 170 de esos candidatos nos permitió descubrir catorce nuevas estrellas simbióticas (duplicando la población conocida en el área de búsqueda), además de un centenar de objetos jóvenes, tres estrellas Wolf-Rayet, tres objetos que manifiestan el fenómeno B[e] y cuatro estrellas dMe. El estudio individual de los sistemas simbióticos descubiertos nos permitió determinar sus propiedades físicas básicas e identificar casos peculiares muy interesantes, como una simbiótica de tipo S en plena fase eruptiva o una simbiótica de tipo D que contiene una Mira de carbono, el tercer caso conocido en la Galaxia. En la segunda etapa de búsqueda, hemos producido un nuevo catálogo de candidatos a estrellas simbióticas que abarca toda el área cartografiada por IPHAS y usa la nueva calibración global del sistema. Partiendo de una lista de 820000 detecciones fotométricas, hemos identificado 5061 candidatos a sistemas simbióticos. Además, hemos refinado nuestro método de búsqueda de modo que permita calcular la probabilidad de encontrar estrellas simbióticas en función de sus colores IPHAS y 2MASS. Estimamos que habrá alrededor de cien estrellas simbióticas nuevas entre estos candidatos, lo que multiplicaría por diez la población conocida en la región investigada. Este trabajo constituye el primer paso significativo para determinar empíricamente la población global de simbióticas de la Galaxia usando un área de búsqueda razonablemente amplia. En el futuro inmediato nos planteamos su continuidad aprovechando los nuevos programas observacionales ya en marcha (VPHAS+) y la experiencia adquirida durante el desarrollo de esta tesis